EP0269976B1 - Vorrichtung zur Halterung eines Matrixdruckkopfes - Google Patents

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EP0269976B1
EP0269976B1 EP87117308A EP87117308A EP0269976B1 EP 0269976 B1 EP0269976 B1 EP 0269976B1 EP 87117308 A EP87117308 A EP 87117308A EP 87117308 A EP87117308 A EP 87117308A EP 0269976 B1 EP0269976 B1 EP 0269976B1
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rocker
print head
support
rocker arm
sensor
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Hermann Kohlhage
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Wincor Nixdorf International GmbH
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Wincor Nixdorf International GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J25/00—Actions or mechanisms not otherwise provided for
    • B41J25/304—Bodily-movable mechanisms for print heads or carriages movable towards or from paper surface
    • B41J25/308—Bodily-movable mechanisms for print heads or carriages movable towards or from paper surface with print gap adjustment mechanisms

Definitions

  • the invention relates to a device for holding a matrix printhead with a carrier on which the printhead and a first rocker bearing a sensor for scanning the thickness of a recording medium are pivotably mounted about axes parallel to one another and for support for the recording medium, the printhead depending on the Distance of the sensor from the support is adjustable relative to this.
  • DE-OS 23 21 988 shows a device for holding a needle printhead, in which the distance of the printhead mouthpiece from the recording medium is set by means of a sliding element.
  • the sliding element sits close to the printhead, so that the change in distance which the sliding element experiences is transmitted to the printhead in a short way.
  • the print head and the sliding element are arranged on the carrier via leaf springs, so that they perform a quasi-linear movement perpendicular to the recording plane with small deflections. This arrangement can only be used for recording media which have a completely constant strength. If, on the other hand, the recording medium has differences in thickness over a relatively short distance, then those of the relatively large-area slider cannot be detected. This is the case, for example, with a passbook when the print head approaches the center fold of the passbook.
  • the print head can be adjusted in a linear guide perpendicular to the surface of the record carrier.
  • the printhead is directly connected to a sensing roller so that it can follow the movements of the sensing roller immediately.
  • sliding guides which enable the required precise and smooth movement of the print head in a reliable manner, are quite complex.
  • the invention has for its object to provide a device of the type mentioned, which ensures in a simple and reliable manner the maintenance of a constant distance between the print head mouthpiece and the surface of a recording medium regardless of the thickness thereof.
  • the object is achieved in that the print head is attached to a second rocker, which is directed essentially parallel to the first rocker and is supported by a support on the first rocker and that the distances measured perpendicular to the rocker axes 1 1, 1 2, 13 and 14 of the support of the sensor, of the axis of the first rocker, of the print head mouthpiece and of the axis of the second rocker are chosen so that the relationship is at least approximately fulfilled, with 13 greater than 11 and 14 greater than 12.
  • a certain distance between the needle tips of the print head and the probe is required, which in practice can be about 10 mm.
  • a rocker carrying the printhead cannot be chosen to be much longer than approx. 100 mm for spatial design reasons. If the sensor and the printhead were arranged on the same rocker arm, this would, according to the lever laws of mechanics, lead to the printhead being raised by approx. 10% higher than the given dimensions the feeler. With a passbook of approx. 3 mm thickness, this would result in the printhead being raised 0.3 mm higher than the support compared to the sensor. This additional amount can no longer be bridged by the printing needles without the typeface suffering as a result.
  • the sensor is expediently formed in a manner known per se from a roller, the axis of which lies in a plane running through the print needle guides of the print head mouthpiece and perpendicular to the support for the recording medium.
  • the line of contact of the sensor with the surface of the recording medium also lies in the plane running through the printing needle guides and perpendicular to the support, so that the sensor actually detects the thickness of the recording medium at the point at which the printing needles are to hit the recording medium.
  • the rocker axes preferably lie at least approximately in the same plane parallel to the support.
  • the second rocker is biased in the direction of the support, so that the sensor rests on the recording medium with a certain contact pressure.
  • the rockers can be pivoted together about their axes by means of an adjusting device. Certain stops, of which at least one can be adjustable, can be provided on the first rocker and the support for bearing against one another, in order to establish a defined zero position of the rockers.
  • the generally designated 10 holder for a needle printhead 12 (Fig. 2), of which only the mouthpiece 14 is shown in Fig. 1, comprises a carriage 16 which is slidably mounted on a slide rail 18 in the longitudinal direction of the slide rail.
  • the carriage 16 has two arms 20 on which a first rocker arm 26 and a second rocker arm 28 are pivotally mounted about axes 22, 24 which are parallel to one another.
  • the rocker axles 22 and 24 lie in a plane parallel to a support surface 30 for a record carrier 32 (in the present case, for example, a savings book).
  • the rocker 26 is in the form of a frame or bracket and serves to hold a tracking roller 34, which is intended as a sensor for scanning the thickness of the recording medium 32.
  • the rocker 28 is also frame-shaped and extends essentially parallel to the rocker 26.
  • the needle print head 12 is fastened to the rocker 28.
  • the rocker 28 - viewed perpendicular to the rocker axes 22, 24 - is longer than the rocker 26 so that it engages over it.
  • the guide roller 34 and the needle print head 12 are arranged on the two rockers 26 and 28 such that the axis 36 of the guide roller 34 lies in the plane running through the needle guides 40 of the print head mouthpiece 14.
  • the rocker 28 rests on a support 38 connected to the rocker 26, which has a semi-cylindrical surface, so that the contact between the support 38 and the rocker 28 is only linear.
  • the two rockers 26 and 28 are in the illustrated embodiment Helical compression springs 42 are biased towards the support 30 so that they rest on the support 30 or the recording medium 32 with a defined pressure.
  • this preload can also be achieved in that the mounting of the rocker 28 is not designed as a rod-shaped shaft, but as a leaf spring in the length of the rocker axis 24. In this embodiment, the leaf spring then exerts the pressure on the first rocker 26 and thus the tracking roller 34.
  • the two rockers 26 and 28 can be pivoted together by means of an actuating device (not shown) in order to enable or facilitate the insertion of a record carrier into the printing device.
  • a stop 44 comes to rest on a counter-stop 48 provided with an adjusting screw 46, which is connected to the first rocker 26.
  • the tracking roller 34 is raised by the amount A.
  • the support 38 is only raised by a fraction of the dimension A. Selecting the distances 11 to 14 of the bearing 38 in FIG. 2 from the tracking roller 34, from the first rocker axis 22, from the print head mouthpiece 14 and from the second rocker axis 24 in such a way that the relationship is at least approximately fulfilled, this has the consequence that when the guide roller 34 is raised by the amount A, the print head mouthpiece 14 is also raised only by the amount A and not by a higher amount.
  • the intended distance B of the print head mouthpiece 14 from the surface of the recording medium is thus always maintained, regardless of its thickness.

Landscapes

  • Common Mechanisms (AREA)
  • Facsimile Heads (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Halterung eines Matrixdruckkopfes mit einem Träger, an dem der Druckkopf und eine einen Fühler zum Abtasten der Dicke eines Aufzeichnungsträgers tragende erste Schwinge um zueinander und zur Auflage für den Aufzeichnungsträger parallele Achsen schwenkbar gelagert sind, wobei der Druckkopf in Abhängigkeit des Abstandes des Fühlers von der Auflage relativ zu dieser verstellbar ist.
  • Zum Bedrucken unterschiedlich dicker Aufzeichnungsträger müssen an Druckern Einrichtungen vorgesehen sein, die den Druckkopf unabhängig von der Dicke des Aufzeichnungsträgers, das heißt unabhängig vom Abstand der Aufzeichnungsfläche von der Auflage für den Aufzeichnungsträger in einem konstanten Abstand zur Aufzeichnungsfläche halten. Dieses Problem ist besonders bei Nadel- oder Matrixdruckköpfen von Bedeutung, da der Hub der Drucknadeln klein ist, so daß schon kleine Abstandsänderungen (um 2/10 oder 3/10 mm) des Druckkopfes relativ zur Aufzeichnungsfläche eine Verängerung der Druckqualität mit sich bringen.
  • Bei einer aus der DE-OS 26 08 301 bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art ist die Schwinge mit einem Magneten verbunden, der abhängig von der Verstellung der Schwinge einen Hallsensor erregt. Das Signal wird einem Stellmotor zugeführt, der dann den Druckkopf verstellt. Diese Lösung ist relativ aufwendig, wenn sie auch bei hohen Druckgeschwindigkeiten zuverlässig funktionieren soll und wenn man erreichen will, daß der Ausschlag des Fühlers in eine gleich große Stellbewegung des Druckkopfes umgesetzt werden soll.
  • Die DE-OS 23 21 988 zeigt eine Vorrichtung zur Halterung eines Nadeldruckkopfes, bei der der Abstand des Druckkopfmundstückes von dem Aufzeichnungsträger mittels eines gleitenden Elementes eingestellt wird. Das gleitende Element sitzt nahe am Druckkopf, so daß die Abstandsänderung welche das gleitende Element erfährt, auf kurzem Wege auf den Druckkopf übertragen wird. Der Druckkopf und das Gleitelement sind dabei über Blattfedern an dem Träger angeordnet, so daß sie bei kleinen Ausschlägen eine quasi lineare Bewegung senkrecht zur Aufzeichnungsebene ausführen. Diese Anordnung ist nur für Aufzeichnungsträger verwendbar, die in sich eine völlig gleichbleibende Stärke besitzen. Weist der Aufzeichnungsträger dagegen auf einer relativ kurzen Distanz Dickenunterschiede auf, so können die von dem relativ großflächigen Gleitstück nicht erfaßt werden. Dies ist beispielsweise der Fall bei einem Sparbuch, wenn sich der Druckkopf dem Mittelfalz des Sparbuches nähert.
  • Bei einer aus der DE-OS 26 51 884 bekannten Ausführungsform ist der Druckkopf in einer linearen Führung senkrecht zur Oberfläche des Aufzeichnungsträgers verstellbar. Der Druckkopf ist direkt mit einer Tastrolle verbunden, so daß er den Bewegungen der Tastrolle unmittelbar folgen kann. Allerdings sind Schiebeführungen, die in zuverlässiger Weise die erforderliche exakte und leichtgängige Bewegung des Druckkopfes ermöglichen, recht aufwendig.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die auf einfache und zuverlässige Weise die Einhaltung eines konstanten Abstandes zwischen dem Druckkopfmundstück und der Oberfläche eines Aufzeichnungsträgers unabhängig von der jeweiligen Dicke desselben gewährleistet.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Druckkopf an einer zweiten Schwinge befestigt ist, die im wesentlichen parallel zur ersten Schwinge gerichtet ist und sich über ein Auflager auf der ersten Schwinge abstützt und daß die jeweils senkrecht zu den Schwingenachsen gemessenen Abstände 1₁, 1₂, 1₃ und 1₄ des Auflagers von dem Fühler, von der Achse der ersten Schwinge, von dem Druckkopfmundstück und von der Achse der zweiten Schwinge so gewählt sind, daß die Beziehung
    Figure imgb0001
    mindestens annähernd erfüllt ist, wobei 1₃ größer als 1₁ und 1₄ größer als 1₂ ist.
  • Aus räumlich konstruktiven Gründen ist ein gewisser Abstand zwischen den Nadelspitzen des Druckkopfes und dem Fühler erforderlich, der in der Praxis etwa 10 mm betragen kann. Eine den Druckkopf tragende Schwinge kann in der Praxis ebenfalls aus räumlich konstruktiven Gründen nicht wesentlich länger als ca. 100 mm gewählt werden. Wenn Fühler und Druckkopf an derselben Schwinge angeordnet wären, würde dies nach den Hebelgesetzen der Mechanik dazu führen, daß der Druckkopf bei den vorliegend genannten Abmessungen um ca. 10 % höher angehoben werden würde als der Fühler. Das hätte bei einem Sparbuch von ca. 3 mm Dicke die Folge, daß der Druckkopf um 0,3 mm höher gegenüber der Auflage angehoben würde als der Fühler. Dieser zusätzliche Betrag kann von den Drucknadeln nicht mehr überbrückt werden, ohne daß das Schriftbild darunter leidet.
  • Dieser Nachteil wird nun durch die erfindungsgemäße Anordnung beseitigt, da durch die Anordnung des Druckkopfes und des Fühlers an zwei getrennten Schwingen und durch die angegebene Bemessung der Abstände des Auflagers von dem Fühler, dem Druckkopfmundstück und den beiden Achsen der Schwingen das Druckkopfmundstück bei geringen Ausschlägen der Schwingen im wesentlichen um den gleichen Betrag angehoben wird wie der Fühler. Damit bleibt der Grundabstand des Druckkopfmundstückes von der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers stets gleich unabhängig von der Dicke des Aufzeichnungsträgers. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist darüber hinaus äußerst einfach in ihrem Aufbau und zuverlässig in ihrer Funktion.
  • Zweckmäßigerweise ist der Fühler in an sich bekannter Weise von einer Rolle gebildet, deren Achse in einer durch die Drucknadelführungen des Druckkopfmundstücks verlaufenden und zur Auflage für den Aufzeichnungsträger senkrechten Ebene liegt. Damit liegt die Berührungslinie des Fühlers mit der Oberfläche des Aufzeichnungsträger auch in der durch die Drucknadelführungen verlaufenden und zur Auflage senkrechten Ebene, so daß der Fühler tatsächlich die Dicke des Aufzeichnungsträgers an der Stelle erfaßt, an der gerade die Drucknadeln auf den Aufzeichnungsträger auftreffen sollen. Dies unterscheidet die erfindungsgemäße Vorrichtung von der Anordnung gemäß der DE-OS 26 08 301, bei der die Fühler in Schreibrichtung betrachtet vor und hinter dem Druckkopfmundstück angeordnet sind. Diese Fühler können damit nicht die Dicke des Aufzeichnungsträgers an der Stelle erfassen, an der die Drucknadeln gerade auf den Aufzeichnungsträger auftreffen sollen.
  • Vorzugsweise liegen die Schwingenachsen mindestens annähernd in derselben zur Auflage parallelen Ebene. Um einen definierten Abstand des Druckkopfmundstückes von dem Aufzeichnungsträger sicherzustellen, ist es zweckmäßig, wenn die zweite Schwinge in Richtung auf die Auflage vorgespannt ist, so daß der Fühler mit einem gewissen Auflagedruck auf dem Aufzeichnungsträger aufliegt. Um das Einschieben eines Aufzeichnungsträgers in eine Druckvorrichtung zu erleichtern, ist es vorteilhaft, wenn die Schwingen mittels einer Stellvorrichtung gemeinsam um ihre Achsen verschwenkbar sind. Dabei können an der ersten Schwinge und dem Träger zur Anlage aneinander bestimmte Anschläge vorgesehen sein, von denen mindestens einer verstellbar sein kann, um eine definierte Nullstellung der Schwingen festzulegen.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine teilweise schematische perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Halterungsvorrichtung und
    Fig. 2
    eine schematische Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung in Richtung des Pfeiles P in Fig. 1
  • Die allgemein mit 10 bezeichnete Halterung für einen Nadeldruckkopf 12 (Fig. 2), von dem in Fig. 1 nur das Mundstück 14 dargestellt ist, umfaßt einen Schlitten 16, der auf einer Gleitschiene 18 in Längsrichtung der Gleitschiene verschiebbar gelagert ist. Der Schlitten 16 weist zwei Arme 20 auf, an denen um zueinander parallele Achsen 22, 24 eine erste Schwinge 26 und eine zweite Schwinge 28 schwenkbar gelagert sind. Die Schwingenachsen 22 und 24 liegen in einer zu einer Auflagefläche 30 für einen Aufzeichnungsträger 32 (im vorliegenden Fall beispielsweise ein Sparbuch) parallelen Ebene.
  • Die Schwinge 26 ist in Form eine Rahmens oder Bügels ausgebildet und dient zur Halterung einer Nachführrolle 34, die als Fühler zum Abtasten der Dicke des Aufzeichnungsträgers 32 bestimmt ist.
  • Die Schwinge 28 ist ebenfalls rahmenförmig ausgebildet und erstreckt sich im wesentlichen parallel zu der Schwinge 26. An der Schwinge 28 ist der Nadeldruckkopf 12 befestigt. Wie man aus den Figuren 1 und 2 erkennt, ist die Schwinge 28 - senkrecht zu den Schwingenachsen 22, 24 betrachtet - länger als die Schwinge 26 ausgebildet, so daß sie diese übergreift. Die Nachführrolle 34 und der Nadeldruckkopf 12 sind an den beiden Schwingen 26 und 28 derart relativ zueinander angeordnet, daß die Achse 36 der Nachführrolle 34 in der durch die Nadelführungen 40 des Druckkopfmundstückes 14 verlaufenden Ebene liegt.
  • Die Schwinge 28 liegt auf einem mit der Schwinge 26 verbundenen Auflager 38 auf, das eine halbzylindrische Oberfläche aufweist, so daß die Berührung zwischen dem Auflager 38 und der Schwinge 28 nur linienförmig ist. Die beiden Schwingen 26 und 28 werden im dargestellten Ausführungsbeispiel durch Schraubendruckfedern 42 in Richtung auf die Auflage 30 vorgespannt, so daß sie mit einem definierten Druck auf der Auflage 30 bzw. dem Aufzeichnungsträger 32 aufliegen. Bei einer anderen Ausführungsform kann diese Vorspannung auch dadurch erzielt werden, daß die Lagerung der Schwinge 28 nicht als stabförmige Welle, sondern als Blattfeder in Länge der Schwingenachse 24 ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform übt dann die Blattfeder den Druck auf die erste Schwinge 26 und damit die Nachführrolle 34 aus.
  • Die beiden Schwingen 26 und 28 sind mittels einer nicht dargestellten Stellvorrichtung gemeinsam verschwenkbar, um das Einschieben eines Aufzeichnungsträgers in die Druckvorrichtung zu ermöglichen oder zu erleichtern. Dabei kommt ein Anschlag 44 zur Anlage an einem mit einer Justierschraube 46 versehenen Gegenanschlag 48, der mit der ersten Schwinge 26 verbunden ist.
  • Wird ein Aufzeichnungsträger von der Dicke A (Fig. 2) in die Druckvorrichtung eingeschoben, so wird die Nachführrolle 34 um den Betrag A angehoben. Nach den Hebelgesetzen wird das Auflager 38 dabei nur um einen Bruchteil der Abmessung A angehoben. Wählt man die in der Fig. 2 eingetragenen Abstände 1₁ bis 1₄ des Auflagers 38 von der Nachführrolle 34, von der ersten Schwingenachse 22, von dem Druckkopfmundstück 14 und von der zweiten Schwingenachse 24 in der Weise, daß die Beziehung
    Figure imgb0002
    mindestens annähernd erfüllt ist, so hat dies zur Folge, daß beim Anheben der Nachführrolle 34 um den Betrag A das Druckkopfmundstück 14 ebenfalls nur um den Betrag A und nicht um einen höheren Betrag angehoben wird. Somit bleibt der vorgesehene Abstand B des Druckkopfmundstückes 14 von der Oberfläche des Aufzeichnungsträgers unabhängig von dessen Dicke stets erhalten.

Claims (6)

  1. Vorrichtung zur Halterung eines Matrixdruckkopfes mit einem Träger, an dem der Druckkopf (12) und eine einen Fühler (34) zum Abtasten der Dicke eines Aufzeichnungsträgers (32) tragend erste Schwinge (26) um zueinander und zur Auflage für den Aufzeichnungsträger parallele Achsen (22, 24) schwenkbar gelagert sind, wobei der Druckkopf in Abhängigkeit des Abstandes des Fühlers von der Auflage relativ zu dieser verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkopf (12) an einer zweiten Schwinge (28) befestigt ist, die im wesentlichen parallel zur ersten Schwinge (26) gerichtet ist und sich über ein Auflager (38) auf der ersten Schwinge (26) abstützt und daß die jeweils senkrecht zu den Schwingenachsen (22, 24) gemessenen Abstände 1₁, 1₂, 1₃ und 1₄ des Auflagers (38) von dem Fühler (34), von der Achse (22) der ersten Schwinge (26), von dem Druckkopfmundstück (14) und von der Achse (24) der zweiten Schwinge (28) so gewählt sind, daß die Beziehung
    Figure imgb0003
     mindestens annähernd erfüllt ist, wobei 1₃ größer als 1₁ und 1₄ größer als 1₂ ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (34) von einer Rolle gebildet ist, deren Achse (36) in einer durch die Drucknadelführungen (40) des Druckkopfmundstückes (14) verlaufenden und zur Auflage (30) für den Aufzeichnungsträgers (32) senkrechten Ebene liegt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingenachsen (22, 24) mindestens annähernd in derselben zur Auflage (30) parallelen Ebene liegen.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingenachsen (22, 24) mindestens annähernd in der Ebene der Auflage (30) liegen.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schwinge (28) in Richtung auf die Auflage (30) vorgespannt ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingen (26, 28) mittels einer Stellvorrichtung gemeinsam um ihre Achsen verschwenkbar sind.
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